CN209120915U - 一种猪舍内漏粪地板清理机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种猪舍内漏粪地板清理机器人，属于农业智能设备领域，特别是涉及一种猪舍内漏粪地板清理机器人。解决了大型养猪场中需要人工利用工具清理并浪费大量水源才能清理干净、人工成本高、耗时长、效率低，很难对猪舍内的粪便做到及时清理的问题。它包括车体、移动机构、执行机构、导航机构和控制机构。它主要用于猪舍内漏粪地板环境粪便的清理。

Description

一种猪舍内漏粪地板清理机器人

技术领域

本实用新型属于农业智能设备领域，特别是涉及一种猪舍内漏粪地板清理机器人。

背景技术

目前，以现代农业背景为发展的畜牧业，多数是靠人工劳动作为服务支撑，少数规模较大的畜牧业场所引进了半自动化服务设备，现有大规模养猪场中猪舍存在粪便清理困难导致环境卫生差的问题，对于大型养猪场中的猪舍清理工作，仍然需要人工利用工具清理并浪费大量水源才能清理干净、人工成本高、耗时长、效率低，很难对猪舍内的粪便做到及时的清理，在一定程度上影响了企业的经济发展。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中的问题，提出一种猪舍内漏粪地板清理机器人。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种猪舍内漏粪地板清理机器人，它包括车体、移动机构、执行机构、导航机构和控制机构，所述车体为圆柱形结构，所述移动机构包括驱动组件和全向轮，所述驱动组件与全向轮相连并为全向轮提供动力，所述移动机构数量为四个，沿车体底面圆周方向均匀分布且全向轮呈八字形布置，所述执行机构包括电机、升降组件、伸缩组件、刷架、固定刷板和伸缩刷板，所述刷架为T字形，下端设置有卡槽，所述固定刷板安装在刷架T字形短边卡槽内，所述伸缩刷板安装在刷架T字形长边卡槽内，所述升降组件驱动端与电机相连，升降端与刷架固定连接，固定端与车体固定连接，所述升降组件驱动刷架进行竖直方向移动，所述伸缩组件固定端与刷架固定连接，伸缩端与伸缩刷板固定连接，所述伸缩组件驱动伸缩刷板进行水平方向移动，所述电机与车体固定连接，所述导航机构包括地标传感器、磁导航传感器和光电传感器，所述地标传感器与车体底面固定连接，所述磁导航传感器与地标传感器前端固定连接，所述光电传感器数量为若干个并固定连接在车体侧面上，所述磁导航传感器与光电传感器位于同一方向上，所述控制机构包括PLC主控器、驱动器和电池，所述电池分别与电机和每个驱动组件均相连，所述电机和每个驱动组件均分别与驱动器通讯连接，所述驱动器与PLC主控器通讯连接，所述PLC主控器与导航机构通讯连接。

更进一步的，所述车体包括车体顶板和车体底板，所述车体顶板和车体底板侧面均设置有边缘加强筋，所述车体顶板与车体底板通过支撑件固定连接，所述车体底板底面固定连接有滑台安装板。

更进一步的，所述驱动组件包括驱动电机、悬挂结构和减速器，所述驱动电机输出端与减速器输入端相连，所述悬挂结构分别与车体、驱动电机和减速器相连，所述减速器输出端通过车轮轮轴和锁紧螺母与全向轮相连，所述悬挂结构对全向轮进行支撑。

更进一步的，所述悬挂结构包括螺栓导柱、缓冲弹簧、调节螺母和夹紧螺母，所述螺栓导柱穿过车体底面设置的安装孔后套接缓冲弹簧并与调节螺母螺接，所述螺栓导柱上螺接有夹紧螺母，通过夹紧螺母将驱动电机和减速器固定连接。

更进一步的，所述减速器为蜗轮蜗杆减速器。

更进一步的，所述全向轮为双轮盘结构，所述全向轮的每一个轮盘上均沿圆周方向均布若干个滑动轮，所述全向轮两个轮盘上的滑动轮交错布置，所述全向轮的轴向投影为整圆。

更进一步的，所述刷架T字形短边末端设置有固定挡销。

更进一步的，所述升降组件包括电机安装板、丝杆、滑块、基板和导轨，所述电机与电机安装板固定连接，并通过电机安装板与车体固定连接，所述电机安装板与基板固定连接，所述基板与滑台安装板固定连接，所述电机安装板上设置有丝杆，所述丝杆与电机相连，所述丝杆上螺接有丝杆螺母，所述丝杆螺母与滑块固定连接，所述基板上固定连接有导轨，所述滑块与导轨配合连接并沿导轨滑动，所述滑块与刷架固定连接。

更进一步的，所述伸缩组件包括电动推杆本体和电动推杆伸缩杆，所述电动推杆伸缩杆位于电动推杆本体内部并与电动推杆本体配合连接，所述电动推杆本体驱动电动推杆伸缩杆产生位移，所述电动推杆本体与刷架固定连接，所述电动推杆伸缩杆与伸缩刷板固定连接。

更进一步的，所述磁导航传感器通过传感器支架与地标传感器前端固定连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型应用于猪舍内漏粪地板环境，可实现全自动化无人管理模式对猪舍内粪便进行清理，可实现远程物联网多机协同工作，通过控制机构可以对移动机构及执行机构进行精准控制，并完成各个传感器之间的信号处理工作，协调驱动器之间的逻辑关系；采用电池作为动力源使用方便灵活，利用电机和减速机驱动机器人的行走及转弯，每个全向轮均由单独的驱动组件进行控制，通过控制各个全向轮的转速及转动方向实现车体的前进后退、原地回转及侧方向行走，悬挂结构对全向轮进行支撑，经过调节可保持车体平衡，在行走过程中即使地面略有不平，仍然能保证四个全向轮同时和地面接触，从而保证行走方向能够得到有效控制，使其能够适应更多情况复杂的地面，而且四轮同时驱动的模式可以获得更大的驱动力；利用升降组件控制刷板的升降，工作时调整刷毛对漏粪地板的压力，在工作结束后使刷毛脱离地面行驶出清洗区域或行驶进充电位置，利用伸缩组件可使伸缩刷板伸出车体外部，用于清扫猪舍内墙壁附近的粪便；利用车体驱动刷板，使刷板上的刷毛对地面上的粪便进行清理，车体原地回转可驱动刷架上的刷板随着车体绕车体中心轴回转，将漏粪地板上的粪便扫入漏粪孔，固定刷板和伸缩刷板在车体底面呈T字形布置，车体回转一周后可实现对车体下部区域的清扫，卡槽连接的形式便于对刷板进行更换，绕车体中心轴回转的工作模式使机器人和猪的活动互不干涉；车体圆柱形的设计使车体不会划伤或刮伤猪体；导航机构可以检测车体在猪舍的位置、行走路线以及前方是否有障碍物等信息，并将检测到的信息传递给PLC主控器以实现对不同情况的精准控制。本实用新型清扫效率高、清扫效果好，减少用水量、可完全替代人工作业、自动化程度高，能够对产生的粪便及时进行清理，改善猪舍内环境，提高企业的经济效益。

附图说明

图1为本实用新型所述的一种猪舍内漏粪地板清理机器人结构示意图

图2为本实用新型所述的执行机构结构示意图

图3为本实用新型所述的执行机构安装结构示意图

图4为本实用新型所述的导航机构安装结构示意图

图5为本实用新型所述的移动机构安装结构示意图

图6为本实用新型所述的移动机构结构示意图

图7为本实用新型所述的车体底板结构示意图

图8为本实用新型所述的一种猪舍内漏粪地板清理机器人主视结构示意图

图9为本实用新型所述的一种猪舍内漏粪地板清理机器人底部结构示意图

2-车体底板，3-全向轮，4-刷架，5-端子排，6-PLC主控器，7-扩展模块，8-驱动器，9-电池，12-电机，13-驱动电机，14-螺栓导柱，15-缓冲弹簧，16-调节螺母，17-夹紧螺母，18-车轮轮轴，19-锁紧螺母，20-减速器，21-滑动轮，22-电机安装板，23-丝杆，24-滑块，25-基板，26-导轨，27-电动推杆本体，28-固定挡销，29-固定刷板，30-电动推杆固定轴，31-电动推杆伸缩杆，32-伸缩连接轴，33-连接弯角，34-伸缩刷板，35-底板上下加强筋，36-边缘加强筋，37-滑台安装板加强筋，38-滑台安装板，39-螺栓，40-滑台端板，41-地标传感器，42-传感器支架，43-磁导航传感器，44-光电传感器

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地阐述。

参见图1-9说明本实施方式，一种猪舍内漏粪地板清理机器人，它包括车体、移动机构、执行机构、导航机构和控制机构，所述车体为圆柱形结构，所述移动机构包括驱动组件和全向轮3，所述驱动组件与全向轮3相连并为全向轮3提供动力，所述移动机构数量为四个，沿车体底面圆周方向均匀分布且全向轮3呈八字形布置，所述执行机构包括电机12、升降组件、伸缩组件、刷架4、固定刷板29和伸缩刷板34，所述刷架4为T字形，下端设置有卡槽，所述固定刷板29安装在刷架4T字形短边卡槽内，所述伸缩刷板34安装在刷架4T字形长边卡槽内，所述升降组件驱动端与电机12相连，升降端与刷架4固定连接，固定端与车体固定连接，所述升降组件驱动刷架4进行竖直方向移动，所述伸缩组件固定端与刷架4固定连接，伸缩端与伸缩刷板34固定连接，所述伸缩组件驱动伸缩刷板34进行水平方向移动，所述电机12与车体固定连接，所述导航机构包括地标传感器41、磁导航传感器43和光电传感器44，所述地标传感器41与车体底面固定连接，所述磁导航传感器43与地标传感器41前端固定连接，所述光电传感器44数量为若干个并固定连接在车体侧面上，所述磁导航传感器43与光电传感器44位于同一方向上，所述控制机构包括PLC主控器6、驱动器8和电池9，所述电池9分别与电机12和每个驱动组件均相连，所述电机12和每个驱动组件均分别与驱动器8通讯连接，所述驱动器8与PLC主控器6通讯连接，所述PLC主控器6与导航机构通讯连接。

本实用新型通过驱动组件为全向轮3提供动力，每个驱动组件均通过驱动器8与PLC主控器6通讯连接，通过PLC主控器6对全向轮3的转速及转动方向进行控制，实现车体的前进后退、原地回转及侧方向行走等动作，当所述机器人驶入清扫区域时，升降组件带动刷架4向下运动，调整刷板对漏粪地板的压力，通过车体绕车体中心轴作回转运动并驱动刷板与其同一运动，利用刷板上的刷毛对底面上的粪便进行清理，将漏粪地板上的粪便扫入漏粪孔；当所述机器人行驶至猪舍内墙壁附近时，伸缩组件驱动伸缩刷板34伸出车体外部，通过车体的驱动对猪舍内墙壁附近的粪便进行清理；当清理工作结束后升降组件带动刷架4向上运动，使刷板与地面分离后行驶出清洗区域或驶入充电位置。所述地标传感器41与地板上预先设置的标记配合，检测车体在猪舍中的位置；所述磁导航传感器43检测车体是否沿着预设在地板上的标记移动；光电传感器44检测车体周围有无障碍物并判断障碍物与车体间的距离和方位。

本实用新型所述车体包括车体顶板和车体底板2，所述车体顶板和车体底板2侧面均设置有边缘加强筋36，所述车体顶板与车体底板2通过支撑件固定连接，所述车体底板2底面固定连接有滑台安装板37，所述车体底板2上下面上均设置有底板上下加强筋35，所述滑台安装板37与车体底板2之间设置有滑台安装板加强筋37。所述驱动组件包括驱动电机13、悬挂结构和减速器20，所述驱动电机13输出端与减速器20输入端相连，所述悬挂结构分别与车体、驱动电机13和减速器20相连，所述减速器20输出端通过车轮轮轴18和锁紧螺母19与全向轮3相连，所述悬挂结构对全向轮3进行支撑，悬挂结构包括螺栓导柱14、缓冲弹簧15、调节螺母16和夹紧螺母17，所述螺栓导柱14穿过车体底面设置的安装孔后套接缓冲弹簧15并与调节螺母16螺接，所述螺栓导柱14上螺接有夹紧螺母17，通过夹紧螺母17将驱动电机13和减速器20固定连接，减速器20为蜗轮蜗杆减速器，通过驱动电机13和减速器20驱动全向轮3旋转，通过调节螺母16调节缓冲弹簧15弹簧的预紧力，使车体不倾倒，在行走过程中通过缓冲弹簧15的压缩缓冲路面的冲击，全向轮3沿螺栓导柱14方向运动，保证四个全向轮3均可同时与地面接触，加大所述机器人对路面的适应能力，保证行走方向能够得到有效控制，同时获得更高的驱动力。所述全向轮3为双轮盘结构，所述全向轮3的每一个轮盘上均沿圆周方向均布若干个滑动轮21，所述全向轮3两个轮盘上的滑动轮21交错布置，所述全向轮3的轴向投影为整圆，此种结构的全向轮3既保证了车体移动的平稳，同时也保证了全向轮3不会卡入漏粪底板的孔洞中而影响使用。所述刷架4T字形短边末端设置有固定挡销28，由于刷板为消耗品需要经常更换，通过固定挡销28方式刷板滑出，即起到固定作用同时也方便更换。所述升降组件包括电机安装板22、丝杆23、滑块24、基板25和导轨26，所述电机12与电机安装板22固定连接，并通过电机安装板22与车体固定连接，所述电机安装板22与基板25固定连接，所述基板25与滑台安装板37固定连接，所述电机安装板22上设置有丝杆23，所述丝杆23与电机12相连，所述丝杆23上螺接有丝杆螺母，所述丝杆螺母与滑块24固定连接，所述基板25上固定连接有导轨26，所述滑块24与导轨26配合连接并沿导轨26滑动，所述滑块24与刷架4固定连接，通过丝杆23传动的方式，保证了运行的平稳和可靠，电机12带动丝杆23旋转带动刷架4沿丝杆长度方向运动，所述伸缩组件包括电动推杆本体27和电动推杆伸缩杆31，所述电动推杆伸缩杆31位于电动推杆本体27内部并与电动推杆本体27配合连接，所述电动推杆本体27驱动电动推杆伸缩杆31产生位移，所述电动推杆本体27与刷架4固定连接，所述电动推杆伸缩杆31与伸缩刷板34固定连接，电动推杆伸缩杆31通过伸缩连接轴及连接弯角与伸缩刷板34固定连接，电动推杆本体27通过电动推杆固定轴与刷架4相连，通过电动推杆实现伸缩刷板34的滑动，所述磁导航传感器43通过传感器支架42与地标传感器41前端固定连接，所述PLC主控器连接端子排5和扩展模块7，用于对端口进行扩展。

本实用新型可通过APP软件作为控制单元，通过软件定位功能实现准确遥控运动，实现远程物联网多机协同工作。所述电池9为节能环保型的锂电池组，单次充电8小时可满足负载驱动3小时以上。

以上对本实用新型所提供的一种猪舍内漏粪地板清理机器人，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种猪舍内漏粪地板清理机器人，其特征在于：它包括车体、移动机构、执行机构、导航机构和控制机构，所述车体为圆柱形结构，所述移动机构包括驱动组件和全向轮(3)，所述驱动组件与全向轮(3)相连并为全向轮(3)提供动力，所述移动机构数量为四个，沿车体底面圆周方向均匀分布且全向轮(3)呈八字形布置，所述执行机构包括电机(12)、升降组件、伸缩组件、刷架(4)、固定刷板(29)和伸缩刷板(34)，所述刷架(4)为T字形，下端设置有卡槽，所述固定刷板(29)安装在刷架(4)T字形短边卡槽内，所述伸缩刷板(34)安装在刷架(4)T字形长边卡槽内，所述升降组件驱动端与电机(12)相连，升降端与刷架(4)固定连接，固定端与车体固定连接，所述升降组件驱动刷架(4)进行竖直方向移动，所述伸缩组件固定端与刷架(4)固定连接，伸缩端与伸缩刷板(34)固定连接，所述伸缩组件驱动伸缩刷板(34)进行水平方向移动，所述电机(12)与车体固定连接，所述导航机构包括地标传感器(41)、磁导航传感器(43)和光电传感器(44)，所述地标传感器(41)与车体底面固定连接，所述磁导航传感器(43)与地标传感器(41)前端固定连接，所述光电传感器(44)数量为若干个并固定连接在车体侧面上，所述磁导航传感器(43)与光电传感器(44)位于同一方向上，所述控制机构包括PLC主控器(6)、驱动器(8)和电池(9)，所述电池(9)分别与电机(12)和每个驱动组件均相连，所述电机(12)和每个驱动组件均分别与驱动器(8)通讯连接，所述驱动器(8)与PLC主控器(6)通讯连接，所述PLC主控器(6)与导航机构通讯连接。

2.根据权利要求1所述的一种猪舍内漏粪地板清理机器人，其特征在于：所述车体包括车体顶板和车体底板(2)，所述车体顶板和车体底板(2)侧面均设置有边缘加强筋(36)，所述车体顶板与车体底板(2)通过支撑件固定连接，所述车体底板(2)底面固定连接有滑台安装板(37)。

3.根据权利要求1所述的一种猪舍内漏粪地板清理机器人，其特征在于：所述驱动组件包括驱动电机(13)、悬挂结构和减速器(20)，所述驱动电机(13)输出端与减速器(20)输入端相连，所述悬挂结构分别与车体、驱动电机(13)和减速器(20)相连，所述减速器(20)输出端通过车轮轮轴(18)和锁紧螺母(19)与全向轮(3)相连，所述悬挂结构对全向轮(3)进行支撑。

4.根据权利要求3所述的一种猪舍内漏粪地板清理机器人，其特征在于：所述悬挂结构包括螺栓导柱(14)、缓冲弹簧(15)、调节螺母(16)和夹紧螺母(17)，所述螺栓导柱(14)穿过车体底面设置的安装孔后套接缓冲弹簧(15)并与调节螺母(16)螺接，所述螺栓导柱(14)上螺接有夹紧螺母(17)，通过夹紧螺母(17)将驱动电机(13)和减速器(20)固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种猪舍内漏粪地板清理机器人，其特征在于：所述减速器(20)为蜗轮蜗杆减速器。

6.根据权利要求1所述的一种猪舍内漏粪地板清理机器人，其特征在于：所述全向轮(3)为双轮盘结构，所述全向轮(3)的每一个轮盘上均沿圆周方向均布若干个滑动轮(21)，所述全向轮(3)两个轮盘上的滑动轮(21)交错布置，所述全向轮(3)的轴向投影为整圆。

7.根据权利要求1所述的一种猪舍内漏粪地板清理机器人，其特征在于：所述刷架(4)T字形短边末端设置有固定挡销(28)。

8.根据权利要求2所述的一种猪舍内漏粪地板清理机器人，其特征在于：所述升降组件包括电机安装板(22)、丝杆(23)、滑块(24)、基板(25)和导轨(26)，所述电机(12)与电机安装板(22)固定连接，并通过电机安装板(22)与车体固定连接，所述电机安装板(22)与基板(25)固定连接，所述基板(25)与滑台安装板(37)固定连接，所述电机安装板(22)上设置有丝杆(23)，所述丝杆(23)与电机(12)相连，所述丝杆(23)上螺接有丝杆螺母，所述丝杆螺母与滑块(24)固定连接，所述基板(25)上固定连接有导轨(26)，所述滑块(24)与导轨(26)配合连接并沿导轨(26)滑动，所述滑块(24)与刷架(4)固定连接。

9.根据权利要求1所述的一种猪舍内漏粪地板清理机器人，其特征在于：所述伸缩组件包括电动推杆本体(27)和电动推杆伸缩杆(31)，所述电动推杆伸缩杆(31)位于电动推杆本体(27)内部并与电动推杆本体(27)配合连接，所述电动推杆本体(27)驱动电动推杆伸缩杆(31)产生位移，所述电动推杆本体(27)与刷架(4)固定连接，所述电动推杆伸缩杆(31)与伸缩刷板(34)固定连接。

10.根据权利要求1所述的一种猪舍内漏粪地板清理机器人，其特征在于：所述磁导航传感器(43)通过传感器支架(42)与地标传感器(41)前端固定连接。